CN109416083B - 扭矩限制器机构 - Google Patents

Abstract

一种扭矩限制器机构(10)，包括：构成彼此固定的两个不同部件的支承板(16)和反作用板(14)；压板(36)，其设置在支承板(16)和反作用板(14)之间，并能够相对于反作用板(14)轴向移动；摩擦盘(48)，其设有布置在压板(36)和反作用板(14)之间的摩擦衬垫(50)；至少一个弹性构件(44)，其支承在支承板(16)上并且能够以持久的方式使压板(36)朝向反作用板(14)返回；和中央固定部分(22)，其包括平行于旋转轴线(100)的至少一个孔(24)，用于将扭矩限制器机构(10)固定到初级轴，该中央固定部分(22)与反作用板(14)或支承板(16)是一体的。

Description

扭矩限制器机构

技术领域

本发明涉及一种用于插入车辆推进运动学链中的扭矩限制器机构。

背景技术

在美国专利No.7,766,752中，描述了一种扭矩波动过滤机构，其包括固定到发动机轴的惯性飞轮，该发动机轴驱动与阻尼装置相关联的扭矩限制器。扭矩限制器包括：反作用板；支承板；压板，其设置在支承板和反作用板之间并可相对于反作用板轴向移动；摩擦盘，其包括设置在压板和反作用板之间的摩擦衬垫；和弹性构件，其支承在支承板上，并且能够通过使摩擦衬垫中的至少一些与压板接触并使摩擦衬垫中的至少一些与反作用板接触来以持久的方式使压板沿轴向支承方向向着反作用板返回。摩擦盘固定到阻尼机构的输入构件，该阻尼机构还包括：输出构件，该输出构件能够相对于输入构件绕旋转轴线振荡；和弹性元件，其根据输出构件相对于输入构件的振荡工作。扭矩限制器的反作用板和支承板通过分布在惯性飞轮周边的螺钉固定到惯性飞轮。如此描述的机构包括大量部件，这些部件只能在将惯性飞轮安装到发动机轴之后进行组装。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点，特别是旨在提供一种具有受限数量的部件的扭矩限制器。

为此，根据本发明的第一方面，提出一种能够围绕旋转轴旋转动的扭矩限制器机构，包括：

-初级子组件，包括构成彼此固定的两个不同部件的支承板和反作用板，

-压板，其设置在支承板和反作用板之间，并可相对于反作用板轴向移动，

-次级子组件，其包括摩擦盘，摩擦盘设有布置在压板和反作用板之间的摩擦衬垫，和

-至少一个弹性构件，其支承在支承板上，并且能够通过将压板和反作用板与摩擦衬垫接触而以持久的方式使压板朝向反作用板返回，

根据本发明，该机构包括：

-板部件，其构成反作用板和支承板中的第一板，该板部件包括中央固定部分，该中央固定部分包括平行于旋转轴线的至少一个孔，用于将扭矩限制器机构固定到初级轴，优选地是曲轴，

-一体式实体部件，其构成实体惯性飞轮及反作用板和支承板中的第二板。

中央部分位于摩擦衬片的径向内侧。因此，扭矩限制器与初级轴的连接功能直接由扭矩限制器的构成部件中的一个实现，而不是通过附加部件实现。由板部件构成的中央固定部分具有小的体积和质量，这允许保持机构壳体的小的体积。

有利地，板部件具有面对摩擦衬垫的摩擦面。

有利地，板部件直接支承在摩擦盘的衬垫上。

优选地，次级子组件包括轴向插置在支承板和反作用板之间的摩擦盘。

根据一个实施例，板部件是柔性的并且成形为允许中央固定部分相对于摩擦面的轴向移位。

优选地，板部件的摩擦面相对于中央固定部分轴向偏移。如果需要，中央部分的这种轴向偏移允许容纳机构的元件。此外，如果需要，这种构造允许板部件的受控和受限的弯曲，使其中央部分与包括摩擦面的周边部分分离。

有利地，板部件具有径向布置在中央固定部分上的开口。优选地，开口围绕旋转轴成角度地分布。以这种方式，由初级轴传递的轴向平移和回转运动中的颤动被吸收并且不会再传递到摩擦盘。

优选地，一体式实体部件构成支承板。实际上，如下所述，一体式实体部件特别适合于集成转移到支承板的附属功能。

有利地，支承板和反作用板通过平行于旋转轴线的周边螺钉彼此固定。优选地，螺钉的头部位于实体部件的与板部件相对的一侧，这便于安装。

根据一个实施例，初级子组件还包括起动器齿圈，其优选地构成不同于支承板和反作用板的第三部件。

根据一个实施例，初级子组件还包括至少一个引导面，其用于引导压板相对于支承板的平移并锁止压板相对于支承板的旋转，引导面由反作用板、支承板和/或添加的引导部件形成。压板和弹性器件因此与支承板和反作用板一起转动。

根据一个实施例，压板包括径向向外延伸的至少一个突片，支承板具有至少一个凹口，凹口被成形为允许突片轴向插入凹口中。容置部的侧壁可以构成用于引导压板相对于反作用板的平移并用于阻止压板相对于反作用板的旋转的一个或多个引导面。替代地，可以设置，压板包括相对于凹口正交偏移的容置部，以允许突片轴向插入凹口中，然后通过围绕旋转轴线旋转允许突片插入容置部中。由此获得了压板和支承板之间的卡口固定。压板相对于支承板的轴向引导和旋转锁止则优选地通过穿过压板和支承板轴向插入的杆获得。根据该实施例，支承板与压板和弹性构件形成子组件，该子组件可在组装摩擦盘和反作用板之前预组装。

支承板可以是环形的并且具有大于中央固定部分的外直径的内直径。

摩擦盘包括环形固定部分，该环形固定部分位于摩擦衬垫的径向内侧。摩擦盘优选地是轴向柔性的，以便允许摩擦衬垫和环形固定部分之间的轻微轴向移位。

根据一个特别有利的实施例，摩擦盘固定到扭矩波动过滤机构的输入构件，该扭矩波动过滤机构还包括：输出构件，该输出构件能够相对于输入构件围绕旋转轴线振荡；和弹性元件，其根据输出构件相对于输入构件的振荡工作。弹性元件优选为弹簧，例如直的或弯曲的螺旋弹簧。输出构件优选地与旋转地连接到次级轴的花键毂联结。扭矩波动过滤机构尤其可以包括两个引导垫圈，这两个引导垫圈轴向地定位在腹板的两侧。输入构件可以是引导垫圈中的一个，输出构件在这种情况下是腹板。替代地，输入构件由腹板构成且输出构件由引导垫圈中的一个构成。扭矩波动过滤机构可以集成阻尼机构，该阻尼机构设置有摩擦元件，用于在输出构件相对于输入构件的振荡期间耗散动能热量。优选地，扭矩波动过滤机构的输出构件至少部分地容纳在由支承板和反作用板界定的开口腔中。

根据另一个实施例，摩擦盘与旋转地连接到次级轴的花键毂联结。

附图说明

参考附图，通过阅读下面的描述，本发明的其他特征和优点将显现出来，在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的扭矩限制器机构的轴向剖视图；

图2是根据本发明第一实施例的扭矩限制器机构的分解图；

图3是根据本发明第二实施例的扭矩限制器机构的轴向剖视图；

图4是根据本发明第二实施例的扭矩限制器机构的分解图；

图5是根据本发明第三实施例的扭矩限制器机构的轴向剖视图；

图6是根据本发明第三实施例的扭矩限制器机构的分解图；

图7是图1的扭矩限制器机构的板部件的变型实施例的视图；

图8是图1的扭矩限制器机构的另一变型实施例的剖视图。

为了清楚起见，在整个附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记标识。

具体实施方式

图1和图2示出了扭矩限制器机构10，其能够围绕旋转轴线100转动。该机构包括初级子组件12，初级子组件12基本上由通过平行于旋转轴线100的螺钉20联结的反作用板14、支承板16和起动器圈18构成。反作用板14由冲压板构成，并具有轴向朝向支承板16的摩擦面15、相对于摩擦面15轴向偏移的中央部分22和在中央部分22与摩擦面15之间的截头圆锥形过渡部分23。中央部分22设有轴向孔24，轴向孔24布置在圆上并允许将固定螺钉26插入发动机初级轴，例如曲轴。中央部分22的轴向偏移允许容纳这些固定螺钉26。加强垫圈28可以被设置为插置在固定螺钉26的头部和反作用板14的中央部分22之间，以便分配夹紧应力。支承板16集成有环形实体惯性飞轮30，并且包括从惯性飞轮径向向内延伸的径向平面支承壁32，其具有轴向朝向反作用板14的支承面34。支承板16的内直径大于中央固定部分22的外直径。反作用板14的摩擦面15优选地定位为面对支承面34。

压板36设置在支承板16和反作用板14之间。压板36是环形的并且具有径向向外突出的突片38，突片38插入形成在支承板16中的凹口40中。凹口的侧壁42确保压板36相对于支承板16平行于旋转轴线100的引导和压板36相对于支承板16围绕旋转轴线100的旋转锁止。这里由贝氏垫圈44构成的弹性构件设置在支承板16和压板36之间。贝氏垫圈44支承在支承板16的支承面34上并且以持久的方式朝向反作用板14促动压板36。贝氏垫圈44的作用直接由支承板16承担。

反作用板14是柔性板部件，其成形为允许中央固定部分22相对于摩擦面15轴向移位。柔性板的轴向刚度在1000N/mm至2000N/mm的范围内。

扭矩限制器机构10还包括次级子组件46，次级子组件46包括摩擦盘48，摩擦盘48由支撑摩擦衬垫50的环形板构成，摩擦衬垫50布置在压板36和反作用板14的摩擦面15之间。传统地，压板36可平行于旋转轴线100平移移动并由贝氏垫圈44促动，以夹紧摩擦衬垫50、51，使摩擦衬垫50与压板36接触，并使摩擦衬垫51与反作用板14的摩擦面接触。接触压力被控制并且起到挤压贝氏垫圈44的功能，并且限定扭矩阈值，低于该扭矩阈值，初级12的旋转集成地传递到摩擦盘48，并且超过该扭矩阈值，初级12的旋转不再集成地传递到摩擦盘48。

摩擦盘48在其内周上包括固定孔，在该实施例中，固定孔允许将摩擦盘48固定到构成扭矩波动过滤机构56的输入构件的第一引导垫圈54。第一引导垫圈54通过在图1的剖视图中不可见的联杆固定到第二引导垫圈58。两个引导垫圈54、58彼此轴向间隔开，并设置有用于容纳和引导螺旋弹簧60的开口。扭矩波动过滤机构56还包括输出构件62，出口构件62由容纳在两个引导垫圈54、58之间的腹板构成。螺旋弹簧60径向正交(orthoradialement)地支承在腹板62上和引导垫圈54、58上，并且当腹板62相对于引导垫圈54、58围绕旋转轴线100振荡时工作。与腹板62联结的摩擦垫64摩擦抵靠第二引导垫圈58的壁，以在振荡期间耗散能量。腹板62安装在花键毂66上，以便至少围绕旋转轴线100一体旋转，花键毂66用于安装在输出轴上。

摩擦盘48和扭矩波动过滤机构56的至少一部分容纳在腔68中，该腔68由支承板16和反作用板14径向和轴向界定，特别是通过由中央部分22和过渡部分23构成的板的凹陷部界定，使得扭矩限制器机构10具有优异的轴向紧凑性。

根据该第一实施例的扭矩限制器机构10的组装可以如下进行。摩擦盘48铆接到扭矩波动过滤机构56的第一引导垫圈54，并与其一起形成紧密结合的子组件，该子组件与贝氏垫圈44和压板36一起插入支承板16内部。反作用板14和起动器圈18穿在初级轴的端部部分上，并且反作用板14通过固定螺钉26固定到初级轴。最后，支承板16通过螺钉20固定到反作用板14和起动器圈18。

在图3和图4中示出了根据本发明的第二实施例的扭矩限制器机构10，其与前述实施例的不同之处主要在于压板36和支承板16之间的连接。压板36设有径向突出的突片38，在突片38上形成有缺口70。支承板16包括轴向开口的凹口40，并提供通向相对于凹口40径向正交地偏移的容置部72的入口，以允许在组装期间将突片38轴向插入凹口40中，然后通过围绕旋转轴线100旋转若干度，将突片38插入容置部72中。由此产生的运动类似于卡口固定。一旦突片38在容置部72中就位，销74就引入为此目的设置在支承板16中的孔76中，并且与突片38的缺口70横向接合。销74确保压板36相对于支承板16的平移引导和旋转连接。因此可以预先组装支承板16、贝氏垫圈44和压板36，以形成紧密结合的子组件，然后将其与机构10的其他子组件组装在一起。

通过在摩擦盘48中提供孔口，还可以提供包括初级子组件12和次级子组件46的完整组件，以用于将其安装在车辆的曲轴上。

图5和6中所示的扭矩限制器机构与图1和2的实施例的区别在于没有扭矩波动过滤机构，摩擦盘48直接固定(这里通过铆钉82)到用于联结到轴端部的花键毂66。构成反作用板14的板在这里比图1和2的实施例中更厚，使得加强垫圈无用。在该第三实施例中，反作用板14是刚性的。

图7示出了图1和2的实施例的变型实施例，其中反作用板14具有增加的轴向柔性。反作用板14由冲压板构成，并具有轴向朝向支承板的摩擦面、相对于摩擦面轴向偏移的中央部分22和在中央部分22与摩擦面之间的截头圆锥形过渡部分23。板部件通过径向布置在反作用板14的中央部分22上的开口84被穿孔，以限制质量并增加柔性。如图7中所示，反作用板14具有六个开口84，这六个开口84围绕旋转轴线100成角度地分布。反作用板14在此成形为允许中央固定部分22相对于摩擦面轴向移位。柔性板的轴向刚度约为1000N/mm，优选地在800至1200N/mm的范围内。开口84与固定孔24不同。

图8示出了另一种变型，其允许螺钉20以与螺钉26相同的方向拧紧。为此，将螺母86焊接在起动器圈18上，并将螺钉20拧入这些螺母中。贯穿孔布置在支承板16的外周上，以允许螺钉20通过。根据该变型，简化了扭矩限制器机构的组装。

当然，给出附图中所示和上面讨论的实施例仅仅是为了说明而非限制。明确规定，可以将所示的不同实施例彼此组合以提出其他实施例。例如，图5和6中所示的实施例的支承板在这里基本上与图1和2的实施例的支承板相同，但替代地也可以在支承板和压板之间提供卡口连接，该卡口连接是结合图3和4的实施例所述的类型。

应强调，如基于本说明书、附图和所附权利要求对本领域技术人员显而易见的所有特征，即使它们仅以与其它确定特征相关的方式被具体描述——无论是单独的还是以任何组合，仍可以与本文公开的其他特征或特征组组合，只要这没有被明确排除或技术环境没有使这种组合不可行或毫无意义即可。

Claims (14)

1.一种扭矩限制器机构(10)，能够绕旋转轴线(100)转动，包括：

初级子组件(12)，包括构成彼此固定的两个不同部件的支承板(16)和反作用板(14)，

压板(36)，其设置在所述支承板(16)和所述反作用板(14)之间，并能够相对于所述反作用板(14)轴向移动，

次级子组件(46)，其包括摩擦盘(48)，所述摩擦盘(48)设有布置在所述压板(36)和所述反作用板(14)之间的摩擦衬垫(50，51)，

至少一个弹性构件(44)，其支承在所述支承板(16)上，并且能够通过将所述压板(36)和所述反作用板(14)与所述摩擦衬垫(50，51)接触而以持久的方式使所述压板(36)朝向所述反作用板(14)返回，

其特征在于，所述扭矩限制器机构包括：

板部件，其构成所述反作用板(14)和所述支承板(16)中的第一板，所述板部件包括中央固定部分(22)，该中央固定部分包括平行于旋转轴线(100)的、布置在圆中的多个孔(24)，用于将所述扭矩限制器机构(10)固定到初级轴，

一体式实体部件，其构成实体惯性飞轮(30)及反作用板(14)和支承板(16)中的第二板。

2.根据权利要求1所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述板部件具有面对摩擦衬垫(50，51)的摩擦面(15)，所述板部件是柔性的并且成形为允许所述中央固定部分(22)相对于所述摩擦面(15)轴向移位。

3.根据权利要求2所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述板部件具有径向布置在所述中央固定部分(22)上的开口(84)。

4.根据权利要求2或3所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述板部件的面对所述摩擦衬垫(50，51)的摩擦面(15)相对于所述中央固定部分(22)轴向偏移。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述一体式实体部件构成支承板(16)。

6.根据权利要求1至3中 任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述支承板(16)和所述反作用板(14)通过平行于旋转轴线(100) 的周边螺钉(20)彼此固定。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述初级子组件(12)还包括起动器齿圈(18)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述初级子组件(12)还包括至少一个引导面(42)，所述引导面用于引导所述压板相对于所述支承板的平移并用于锁止所述压板相对于所述支承板的旋转，所述引导面由所述反作用板(14)、所述支承板(16)和/或添加的引导部件(74)构成。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述压板(36)包括径向向外延伸的至少一个突片(38)，所述支承板(16)具有至少一个凹口(40)，该至少一个凹口(40)被成形为允许突片(38)轴向插入凹口(40)中。

10.根据权利要求9所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述压板(36)包括相对于凹口(40)正交偏移的容置部(42)，以允许突片轴向插入凹口(40)中，然后通过围绕旋转轴线(100)旋转允许突片(38)插入所述容置部(42)中。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述摩擦盘(48)固定到扭矩波动过滤机构(56)的输入构件(54)，所述扭矩波动过滤机构还包括输出构件(62)和弹性元件(60)，所述输出构件能够相对于所述输入构件(54)围绕旋转轴线(100)振荡，所述弹性元件根据所述输出构件(62)相对于所述输入构件(54)的振荡工作。

12.根据权利要求11所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述扭矩波动过滤机构(56)的输出构件(62)至少部分地容纳在由所述支承板(16)和所述反作用板(14)界定的开口腔(68)中。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩限制器机构(10)，其特征在于，所述摩擦盘(48)与旋转地连接到次级轴的花键毂(66)联结。

14.根据权利要求7所述的扭矩限制器机构(10)，其中，所述起动器齿圈(18)构成不同于所述支承板(16)和所述反作用板(14)的第三部件。

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